Consommation de gaz pour chauffer une maison de 100 m² : caractéristiques des calculs pour le gaz liquéfié et naturel + exemples de formules
Vous avez probablement entendu plus d'une fois que les chaudières à gaz n'ont pas de concurrentes en termes d'efficacité.Mais voyez-vous, un scepticisme sain ne fait jamais de mal – comme on dit, faites confiance, mais vérifiez. Par conséquent, avant de décider d’installer et d’exploiter un équipement à gaz, vous devez tout calculer et réfléchir minutieusement.
Nous vous proposons de vous familiariser avec les étapes de calcul et les formules qui déterminent la consommation de gaz pour chauffer une maison de 100 m2 en tenant compte de tous les facteurs importants. Après avoir examiné les calculs, vous pourrez tirer votre propre conclusion sur la rentabilité de l'utilisation du combustible bleu comme source d'énergie thermique.
Le contenu de l'article :
Formules pour la charge thermique et le débit de gaz
La consommation de gaz est classiquement désignée par la lettre latine V et est déterminée par la formule :
V = Q / (n/100 x q), Où
Q – charge calorifique (kW/h), q – pouvoir calorifique du gaz (kW/m³), n – rendement de la chaudière à gaz, exprimé en pourcentage.
La consommation principale de gaz est mesurée en mètres cubes par heure (m³/h), celle de gaz liquéfié - en litres ou kilogrammes par heure (l/h, kg/h).
Examinons en détail ce que signifient les variables de cette formule et comment les déterminer.
La notion de « charge thermique » est donnée dans la loi fédérale « sur l'approvisionnement en chaleur ». En changeant un peu la formulation officielle, disons simplement qu'il s'agit de la quantité d'énergie thermique transférée par unité de temps pour maintenir une température de l'air confortable dans la pièce.
A l'avenir, nous utiliserons également la notion de « puissance thermique », nous donnerons donc en même temps sa définition par rapport à nos calculs. La puissance thermique est la quantité d’énergie thermique qu’une chaudière à gaz peut produire par unité de temps.
La charge thermique est déterminée conformément au MDK 4-05.2004 par des calculs d'ingénierie thermique.
Formule simplifiée :
Q = V x ΔT x K / 860.
Ici V est le volume de la pièce, obtenu en multipliant la hauteur du plafond, la largeur et la longueur du sol.
ΔT est la différence entre la température de l'air à l'extérieur du bâtiment et la température de l'air requise dans la pièce chauffée. Pour les calculs, les paramètres climatiques donnés dans SP 131.13330.2012 sont utilisés.
K est le coefficient de perte de chaleur, qui est le plus difficile à déterminer avec précision en raison de l'influence de nombreux facteurs, notamment le nombre et la position des murs extérieurs par rapport aux directions cardinales et les conditions de vent en hiver ; nombre, type et dimensions des fenêtres, portes d'entrée et de balcon ; le type de bâtiment et les matériaux d'isolation thermique utilisés, etc.
S'il est nécessaire d'effectuer un calcul avec une erreur de moins de 5 %, il est préférable de réaliser un audit thermique de la maison.
Si les exigences de calcul ne sont pas si strictes, vous pouvez utiliser les valeurs moyennes du coefficient de déperdition thermique :
- degré accru d'isolation thermique – 0,6-0,9;
- degré moyen d'isolation thermique – 1-1,9;
- faible isolation thermique – 2-2,9 ;
- manque d'isolation thermique – 3-4.
Maçonnerie double, petites fenêtres à triple vitrage, système de toiture isolé, fondation solide, isolation thermique utilisant des matériaux à faible conductivité thermique - tout cela indique un coefficient de déperdition thermique minimum pour votre maison.
Avec une double maçonnerie, mais une toiture régulière et des fenêtres à double huisserie, le coefficient s'élève à des valeurs moyennes. Les mêmes paramètres, mais une maçonnerie simple et une toiture simple sont le signe d'une faible isolation thermique. Le manque d'isolation thermique est typique des maisons de campagne.
Après avoir choisi la valeur du coefficient qui correspond le mieux à l'isolation thermique de votre habitation, nous la substituons dans la formule de calcul de la charge thermique. Ensuite, en utilisant la formule, nous calculons consommation de gaz maintenir un microclimat confortable dans une maison de campagne.
Consommation de gaz à l'aide d'exemples précis
Pour déterminer quelle sera la consommation de gaz naturel lors du chauffage d'une maison à un étage de 100 m2, vous devez d'abord déterminer la charge thermique.
Calcul de la charge thermique
Pour obtenir les données les plus précises sur le volume chauffé de la maison, le volume de chaque pièce et locaux auxiliaires où il est nécessaire de maintenir la chaleur est calculé séparément. Les mesures de longueur et de largeur sont prises le long des plinthes à l'aide d'un ruban à mesurer ordinaire ou laser.
Nous allons faire plus simple : nous prenons la hauteur sous plafond de 2,5 mètres, la multiplions par la surface indiquée et obtenons le volume de la maison V = 250 m3.
Pour déterminer ΔT, la colonne 6 du tableau 3.1 SP 131.13330.2012 est utilisée. Ici est indiquée la température de l'air de la période la plus froide, calculée sur la base des températures mensuelles moyennes.
On retrouve le nom de la localité où se situe l'installation chauffée. Disons que nous sommes à Briansk, la valeur souhaitée est donc de -12 °C. La température dans les pièces à vivre selon GOST R 51617-2000 doit être comprise entre 18 et 24 °C. En prenant la valeur moyenne de 22 °C, nous obtenons ΔT= 34 °C.
Nous déterminons le degré d'isolation thermique de la maison et appliquons le coefficient approprié. Dans le contexte de hausse des prix des liquides de refroidissement, la plupart des propriétaires s'efforcent d'augmenter l'efficacité énergétique du chauffage en améliorant l'isolation thermique de leur maison, il est donc tout à fait raisonnable d'utiliser le premier indicateur du degré moyen d'isolation thermique, qui est égal à 1.
Nous résumons toutes les valeurs à l'aide de la formule :
250 m3 × 34 °C × 1/860 = 9,88 kW/h.
Appliquons la règle d'arrondi à l'entier le plus proche et obtenons Q = 10 kW/h.
Rappelons que nous n'avons fait que calcul thermique à la maison et maintenant la prochaine étape consiste à calculer la consommation de gaz. Mais pour l’instant, il conviendrait de faire une petite parenthèse et de préciser que la charge calorifique peut être calculée de manière simplifiée.
remarquerez que puissance chaudière à gaz peut être calculé pour un objet spécifique, en tenant compte de toutes les nuances techniques. Selon les données moyennes, pour chaque mètre de surface habitable standard, il y a 100 Wh d'énergie thermique. Ainsi, pour une maison d'une superficie de 100 m2 ce chiffre sera de 100 W/h × 100 m2 = 10 000 Wh ou 10 kW/h.
Dans ce cas, les calculs utilisant la formule et la méthode simplifiée ont donné le même résultat, mais cela n'arrive pas toujours et la différence atteint souvent 20 % ou plus. De plus, les chauffagistes recommandent d’acheter chaudières turbocompressées et atmosphériques toujours avec une marge de 20 à 25 % dans l'espoir de pouvoir couvrir les pertes de chaleur les jours où les températures sont extrêmement basses.
Consommation de gaz de ville
Pour calculer, vous devez connaître le rendement de la chaudière à gaz. Vous pouvez le voir dans les spécifications techniques indiquées dans la documentation qui l'accompagne. Nous choisirons un modèle adapté à une maison de la superficie spécifiée.
Le principal critère de choix sera la puissance thermique de l'unité. Sa valeur est très proche de la valeur de la charge thermique et peut être calculée à l'aide de la même formule, mais pour le calcul, la température de la période de cinq jours la plus froide est prise en compte ou un facteur croissant de 1,3 est appliqué, car la chaudière doit avoir suffisamment de puissance pour maintenir la chaleur dans la maison même lors des gelées les plus sévères.
Donc pour chauffer 100 m2 vous aurez besoin d'une chaudière d'une puissance d'environ 13 kW. Efficacité (n) de nombreux modèles chaudières à gaz murales, par exemple, les unités de marque NEVA, est de 92,5 %. Nous utiliserons cette valeur dans nos calculs.
Le pouvoir calorifique, ou, en d'autres termes, la chaleur spécifique de combustion (q) dépend du type de gaz utilisé. Il est préférable de vérifier auprès de la société de distribution de gaz quel type de gaz est fourni à votre maison.
Par défaut, on substituera dans la formule la valeur arrondie correspondant au gaz G20 de plus faible pouvoir calorifique Hi, à savoir 9,5 kWh/m³. Veuillez noter que les unités de mesure sont des kilowatts et non des mégajoules.
Toutes les valeurs nécessaires ont été déterminées et il ne reste plus qu'à les réduire à la formule :
V = 10 / (92,5 / 100 × 9,5). V = 1,1 m³/h.
Ainsi, la consommation de gaz principal pour chauffer une maison d'une superficie de 100 m2 avec une hauteur de plafond de 2,5 mètres, cela représente un peu plus de 1,1 mètre cube par heure. Par jour, respectivement, 24,2 mètres cubes.
Il est désormais facile de savoir quelle quantité de gaz est nécessaire pour toute la saison de chauffage. Selon les réglementations nationales, pendant la saison de chauffage, la température moyenne quotidienne de l'air extérieur ne dépasse pas 8 °C. En zone médiane, cette période dure du 15 octobre au 15 avril (183 jours).
Étant donné que des fluctuations de température importantes se produisent à cette époque, la consommation quotidienne de gaz est divisée par 2 puis multipliée par 183. Autrement dit, environ 2 214,3 mètres cubes de gaz principal seront nécessaires pour la saison de chauffage.
De quelle quantité de propane-butane avez-vous besoin pour la saison de chauffage ?
Les chaudières à gaz modernes sont conçues pour utiliser non seulement le gaz principal, mais également le gaz liquéfié. Pour s'approvisionner en quantité de carburant requise, ils n'utilisent pas de bouteilles de gaz ordinaires, mais des réservoirs plus grands - des réservoirs de gaz.
Lors du calcul de la consommation de gaz liquéfié nécessaire pour chauffer une maison de 100 m2, la même méthodologie est utilisée, mais les valeurs de certaines variables de la formule changent.
Un mélange propane-butane liquéfié est fourni pour les besoins des ménages.
Son pouvoir calorifique est de 12,8 kW/kg. Nous substituons ce paramètre dans la formule et obtenons :
V = 10 / (92,5 / 100 × 12,8). V = 0,8 kg/h.
Lorsqu'il fonctionne au carburant liquéfié, l'efficacité de l'équipement diminue, de sorte que la consommation de gaz augmente d'environ 10 % et s'élève à 0,88 kg/h par jour. La correction peut être différente selon votre modèle de chaudière. La valeur spécifique est indiquée dans la documentation ci-jointe.
Calculons maintenant la quantité de gaz requise pour la saison de chauffage : 0,88 × 24 × 183 = 3865 kg. Cette valeur doit également être divisée par 2 en raison des variations de température. Résultat final : 1932,5 kg de propane-butane sont nécessaires pour la saison de chauffage.
Il sera utile de convertir les kilogrammes en litres. Sur la base des données de référence, 540 grammes de mélange propane-butane liquéfié correspondent à 1 litre. Autrement dit, pour toute la saison de chauffage, 3 578 litres de gaz liquéfié seront nécessaires.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Vous faites attention à l’énergie thermique, mais votre voisin en consomme quand même moins ? L'auteur de la vidéo a décidé de partager sa propre expérience de l'utilisation du GPL pour le chauffage domestique. Peut-être que ces informations vous seront également utiles.
Les thermostats et les capteurs de température contribuent-ils réellement à réduire considérablement les coûts de gaz pendant la saison de chauffage ? La vidéo montre comment cela se produit dans la pratique.
Pour déterminer la consommation de gaz à venir pour le chauffage, une formation supérieure n'est pas requise. Sachant comment sont effectuées les opérations mathématiques les plus simples, vous calculerez les paramètres nécessaires avec une erreur acceptable.
Chemin faisant, vous pourrez identifier les points faibles de votre maison, minimiser les pertes de chaleur, éliminer les fuites de chaleur vers l’extérieur et ainsi profiter de tous les avantages du combustible bleu.
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